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娥眉初绽舞翩跹(图)http://www.sina.com.cn 2007年10月25日15:00 西安新闻网-西安日报
38万公里四步走 国防科工委有关负责人透露，嫦娥一号卫星将于11月7日进入自己的“工作岗位”———周期127分钟、轨道高度200公里的环月轨道。从10月24日发射升空，到抵达遥远的“月境”，在长达十多天的日子里，“中国嫦娥”将如何走完38万公里的漫漫旅程？有关专家详细解析了嫦娥一号卫星的飞行路线图。 “借力飞天” 伴随发射点火的巨大轰鸣，在长三甲“大力士”的托举下，“嫦娥”将首先被送入近地点200公里、远地点约5.1万公里、运行周期约为16小时的超地球同步转移轨道。随着星箭分离，“嫦娥”将开始孤寂的旅程。接下来，整个飞行过程都将依靠“嫦娥一号”自身的控制系统与推进系统来实现。 “绕地而行” 在发射完成后的7天时间里，嫦娥一号实际上是以一颗“地球轨道卫星”的面目，在调相轨道展开自己的旅行。 但不同寻常的变化将有条不紊地发生：随着第1次远地点的加速，卫星的近地点高度将被抬高至600公里，但轨道周期仍为16小时。在16小时轨道 运行总计数10小时之后，嫦娥一号卫星将进行第1次近地点加速，将自己送入周期为24小时的停泊轨道上。在这个轨道上，“嫦娥”将进行长达3天的“耐心”飞行。 据悉，根据事先制定的预案，嫦娥一号卫星在停泊轨道上将有1－3天的“变量”。科研人员通过这样的设计以解决发射日期后延的问题，增加发射机会。“发射每延后一天，在24小时轨道的运行时间将减少一天。”嫦娥一号卫星副总设计师黄江川说。在停泊轨道飞行3天后，嫦娥一号将实施第2次近地点加速，将自己送入远地点高度12.8万公里、周期为48小时的大椭圆轨道。在这个轨道上，嫦娥一号将创下中国航天器到达的最远距离。 “奔月之路” 10月31日，当嫦娥一号的飞行第3次“莅临”近地点的时候，一个令人激动的时刻也将来临———此时，嫦娥一号将实施第3次近地点加速。顺利完成后，卫星的飞行速度将提高到接近第二宇宙速度的10.9公里／秒，进入远地点高度为38万公里的奔月轨道，开始向着月球飞去。专家指出，在奔向月球的飞行过程中，将根据测定轨的情况以及前几次变轨的情况，可能适当安排2－3次中途修正，使它能够按照预定的设计要求到达近月点。 “嫦娥绕月” 在地－月的通道上，嫦娥依然将孤独地飞行将近5个昼夜。经过长途跋涉，承载无数传说的月球将终于出现在“中国嫦娥”的眼前。此时，高速飞行的嫦娥一号卫星将放缓自己的脚步，开始第一次“刹车”制动，以使自己被月球捕获。也就在这一刻，月球将正式拥抱来自中国的“信使”。这一天，时间将被定格在“11月5日”。这一刹那，中国嫦娥一号将成为一颗真正的“月球卫星”。 激动人心的时刻之后，必须的调整仍将进行。经过第二次、第三次的制动，嫦娥一号卫星绕月运行的椭圆轨道将逐步变为轨道周期127分钟、轨道高度200公里的环月轨道。 至此，来自中国的“嫦娥”将正式进入为之精心选定的地方……用整整一年的时间，静静地萦绕、端详着那华夏子孙千年的梦想之地，并向远方的“亲人们”传递着她所看到的信息…… 10大环节定成败 “如果从卫星发射到最后数据分析过程的10个关键环节都能顺利完成，那么我国首次绕月探测就圆满成功了。”中国绕月探测工程总指挥栾恩杰说。 关节点一：发射 将嫦娥一号卫星送上太空的，是被誉为“金牌火箭”的长征三号甲运载火箭。这次发射是长征三号甲运载火箭的第15次发射，迄今这一型号火箭的发射成功率为100％。此前，长征三号甲运载火箭与应用广泛的东方红3号卫星平台曾多次“联姻”，每次都取得圆满成功，用这样一个“大力士”来托举嫦娥一号卫星，再合适不过了。 关节点二：入轨 长征三号甲运载火箭在发射嫦娥一号卫星时，通过第一、二级和第三级的第一次点火，先将卫星送入近地轨道，并在近地轨道滑行飞行一段时间。在火箭起飞的第1249秒，三级火箭第二次点火；第1373秒，三级火箭二次点火发动机关机。第1473秒，星箭分离成功，嫦娥一号卫星进入近地点约200千米、远地点约51000千米、运行时间为16小时的大椭圆轨道，成为一颗绕地球飞行的卫星。 关节点三：变轨 当嫦娥一号在16小时轨道飞行一圈半后，10月25日下午，地面注入指令，卫星上推力为50牛顿的调姿发动机开始点火，约4分钟后，推力为490牛顿的主发动机点火实施变轨，将卫星轨道近地点抬高到离地球约600公里的地方。10月26日下午，当卫星再次到达近地点时，卫星主发动机再次打开，巨大的推力使卫星上升到24小时轨道。在24小时轨道上运行3圈后，卫星上的主发动机第三次点火，实施第二次近地点变轨，嫦娥一号卫星进入48小时轨道。这一时刻大约发生在10月29日。 关节点四：奔月 在3条大椭圆轨道上经过7天“热身”后，嫦娥一号卫星将正式奔月。10月31日，当卫星再一次抵达近地点时，主发动机打开，卫星的速度在短短几分钟之内提高到10.916千米／秒以上，进入地月转移轨道，真正开始了从地球向月球的飞越。 关节点五：修正 在地月转移轨道，也就是从地球轨道到月球轨道的这段距离，嫦娥一号卫星需要飞行约114个小时。在人类探月活动的历史上，曾多次发生探测器未能实现月球的捕获而丢失在星际间的事故，这大多是由于飞行过程中卫星姿态和速度控制不精确造成的。在高速飞行的过程中，嫦娥一号卫星必须在地面的指令下进行中途轨道修正。一般来讲，至少需要进行两次修正，第一次是在进入地月转移轨道的一天之内，第二次是在到达月球的前一天内。这些指令，都是由设在北京的航天飞行控制中心发出的。 关节点六：制动 11月5日前后，当嫦娥一号卫星到达距月球200千米位置时，需要进行减速制动，也就是“刹车”。只有这样，才能被月球引力捕获，成为绕月飞行的卫星。这是实现绕月飞行的一个重要步骤：“刹车”晚了，卫星就要撞到月球上去；而“刹车”早了，则会飘向太空。“刹车”是否成功，关键取决于卫星当时的位置和速度矢量是否正确。经过多次复核、复算，我国科学家已经突破了这一技术难题。 关节点七：绕月 嫦娥一号卫星的第一次近月制动，将发生在11月5日，从地月转移轨道进入12小时月球轨道。从这一刻起，嫦娥一号卫星成为真正的绕月卫星。11月6日前后，嫦娥一号卫星进行第二次近月制动，速度进一步降低，卫星进入3.5小时轨道，并在这个轨道上运行7圈。11月7日前后，嫦娥一号卫星进行第三次近月制动，进入127分钟月球极月轨道。这是卫星绕月飞行的工作轨道。这个轨道为圆形，离月球表面200千米。这时的嫦娥一号卫星，将向地面传回经过公众投票选出的30首歌曲。 关节点八：探测 建立月球工作轨道后，嫦娥一号卫星携带的“8种武器”将开始大显身手，为完成4大科学目标展开紧张而忙碌的工作。卫星所携带的CCD立体相机在11月下旬就可以传回第一张月球照片，这是绕月成功的重要标志。 干涉成像光谱仪、激光高度计、CCD立体相机将共同完成第一个科学目标，即获取月球表面三维立体影像；γ射线谱仪、X射线谱仪将携手对月球表面有用元素及物质类型的含量和分布进行辨析。首次被应用到月球探测中的微波探测仪，将对月壤厚度和氦－3资源量展开探测；而由太阳高能粒子探测器和太阳风离子探测器组成的空间环境探测系统，将通过不间断地捕捉质子、电子和离子，对4万到40万千米范围的“地—月”空间环境展开探测。 关节点九：传输 嫦娥一号卫星如何从38万千米外将探测数据传回地球？嫦娥一号卫星携带的传输天线有两部：一部是定向天线，方向始终对着地球上的接收天线；一部是全向天线，也就是没有固定方向的天线。巨大的空间衰减、时间延迟，使得地面接收月球探测数据的技术难度大大增加。地面应用系统为此专门建造了两座被称为射电望远镜的大口径天线：一座在北京密云，天线口径达50米；一座在云南昆明，口径达40米。两座大口径天线像一双巨大的眼睛，时刻注视着嫦娥一号卫星的一举一动，把卫星传输来的信息全部收集起来。 关节点十：研究 传到地面的数据将被送到设在北京的地面应用系统总部，进行预处理。完成预处理的数据，将由地面应用系统组织更多的科学家和技术人员进行进一步的研究和处理，得出最新的研究成果或科学发现。 数字“嫦娥” 14亿元：从2004年初立项研制，到2007年10月实施发射，绕月探测工程总投资14亿元人民币。 14公里与100万公里：绕月探测工程所花费用，相当于修建14公里高速公路的费用，而嫦娥一号卫星飞到月球的总飞行距离将超过100万公里。 10000人：工程总指挥栾恩杰说，绕月探测工程的卫星、火箭、发射场、测控、地面应用五大系统中直接参与工程的科研人员约5000人，加上管理人员和相关单位的协作人员，共约10000人。 103次：这是长征系列火箭的第103次飞行。 10次点火：“嫦娥奔月”的路线由绕地、地月转移、绕月三段拼接而成，需要卫星发动机点火10次来实现。在绕地飞行段通过4次变轨，使卫星获得飞向月球的足够速度；在地月转移段，通过3次修正来精确瞄准月球；在绕月段通过3次近月制动来捕获月球，建立工作轨道。 330小时：从火箭点火发射，到卫星建立绕月圆轨道，大约需要330小时。 8与4：嫦娥一号卫星将携带8台探测设备，完成4大科学目标。 2000条：北京航天飞控中心对嫦娥一号卫星的奔月过程进行飞行控制，需要向卫星注入大约2000条指令。 23000页：北京航天飞控中心开发嫦娥一号卫星任务控制软件系统，包含了实时处理、长期管理、轨道控制、数据存储、指挥显示、数字仿真、国际联网7个子系统。总共421份文件，98.8万行源代码，如果打印出来将有23000余页。 1年后命运尚未确定 对“设计寿命1年”的“嫦娥一号”卫星来说，一年后将面临怎样的命运？国防科工委月球探测工程中心主任胡浩透露：尚未确定。 胡浩表示，所谓“嫦娥一号”卫星的寿命，主要是指卫星上的燃料支撑时间。胡浩说，卫星在距离月球200公里的工作轨道上运行，须不断地进行姿态调整，而发动机的工作就得消耗燃料。“卫星燃料一旦消耗完毕，将无法对它进行控制。按照它自己的运行，最后会掉到月球上去。”胡浩说。 据了解，目前已有不少专家提出想法：如果卫星在发射飞行过程中一切都很顺利的话，当到达1年的设计寿命期限时，卫星依然有若干公斤的燃料，不妨尝试加力使它直接撞击月球表面。胡浩说：“但截至目前，这些只是设想，而且是建立在多个假设条件下的设想。”“对现在而言，‘嫦娥一号’卫星成功实施科学探测目标是最重要的。” 30首歌唱给月亮听 当嫦娥一号卫星经过漫漫旅程到达38万公里之遥的月境，将有32首歌曲与“嫦娥”一起，萦绕在千年梦想之地的轨道上。 这30首曲目是：《谁不说俺家乡好》《爱我中华》《歌唱祖国》《梁山伯与祝英台》《我的祖国》《走进新时代》《二泉映月》《黄河颂》《青藏高原》《长江之歌》《在希望的田野上》《春天的故事》《七子之歌》《我的中国心》《高山流水》《草原上升起不落的太阳》《阿里山姑娘》《贵妃醉酒》《难忘今宵》《歌声与微笑》《春节序曲》《半个月亮爬上来》《游园惊梦》《富饶辽阔的阿拉善》《良宵》《十二木卡姆选曲》《东方之珠》《在那遥远的地方》《我是中国人》《但愿人长久》。除这30首曲目外，嫦娥一号卫星搭载的还有两首特别选用曲目：《国歌》《东方红》。 本版稿件均据新华社电 不支持Flash
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